4.5 Геология, геофизика
4.5.040 Геохимия Вернадского I
Естествоиспытатель, мыслитель, общественный деятель, историк и организатор науки, профессор Московского университета, академик Петербургской АН и АН СССР, первый президент АН Украины, член-корреспондент Парижской АН, иностранный член Чешской и Югославской АН, Британской ассоциации наук, Немецкого химического общества, Геологического общества Франции, Минералогических обществ США и Германии, основатель и директор Биогеохимической лаборатории, Радиевого института и других научных учреждений, организатор и председатель Комиссии по изучению естественных производительных сил России, лауреат Сталинской премии — Владимир Иванович Вернадский (1863—1945) является автором многочисленных трудов (около 700) по геологии, минералогии, философии естествознания, науковедению, биосфере и ноосфере.
Важнейшим достижением ученого стало создание им комплекса современных наук о Земле — геохимии, биогеохимии, генетической минералогии, радиогеологии, гидрогеологии, а также организация соответствующих научных школ.
Нередко Вернадского называют Ломоносовым XX века. Уж очень многообразна была деятельность ученого — естествоиспытателя-энциклопедиста, философа, историка и организатора науки. Он оставил свой след в самых разных областях человеческого знания и создал много новых.
В последнее время чаще упоминают о Владимире Ивановиче как о мыслителе, занятом проблемами биосферы и ноосферы. Сам Вернадский считал науку и философию двумя различными, хотя и взаимосвязанными способами познания мира, причем философию называл «жизненной атмосферой, питательным бульоном для науки».
Оставим ноосферу философам и займемся землей — геологией, минералогией, геохимией.
Постоянным предметом исследований Вернадского была история минералов и химических элементов Земли.
Начав с разработки вопросов минералогии и кристаллографии, ученый большую часть жизни создавал и развивал геохимию, а последние 15 лет жизни занимался проблемами биохимии. «Под занавес» Вернадский выдвинул идею перерастания биосферы (области жизни) в ноосферу (область разума), тем самым наделив стихийный разум направляющей силой сознательной эволюции.
60 лет отдал ученый «камню», которым заложил фундамент «могущества российского». Нашу страну считают мировой кладовой полезных ископаемых, причем не потенциальных, а открытых и изученных — во многом благодаря инициативам Вернадского.
После защиты магистерской диссертации по минералогии (1891) и докторской по кристаллографии (1897) ученый активно участвовал в геологических экспедициях по горнорудным районам Восточной и Центральной Европы, Крыма, Кавказа, Забайкалья, Урала, Ферганы.
В 1909 г. Вернадский на съезде русских естествоиспытателей и врачей в Москве сделал доклад «Парагенезис химических элементов в земной коре», положивший официальное начало этой новой науке.
Геохимик успешно занимался количественными оценками распределения химических элементов в земной коре и развивал представление о природных изоморфных рядах, открывшее путь к формулированию законов распределения.
Новый метод исследования истории химических элементов с применением явления радиоактивности, которое Вернадский начал изучать первым в России, базировался на существовании генетической связи химических элементов. Результаты своих исследований ученый публиковал в выпусках «Опытов описательной минералогии».
В начале XX в. Вернадский уже был научным светилом мировой величины, создавшим новую естественнонаучную дисциплину — геохимию, «описывающую судьбу и превращения атомов Земли и космоса».
Вместе с другими выдающимися геохимиками — А.Е. Ферсманом, Ф.У. Кларком (США) и В.М. Гольдшмидтом (Норвегия) он сформулировал основные задачи новой науки: исследование распространенности химических элементов и их распределения (вместе с изотопами) в Земле в целом; изучение закономерностей поведения (миграции элементов) химических элементов в геологических и техногенных процессах, ведущих к концентрации или рассеянию элементов, формированию горных пород и минералов, месторождений полезных ископаемых.
Ученый стал основоположником нескольких разделов геохимии:
— историю, условия накопления и геохимическую роль неживого органического вещества изучает органическая геохимия;
— геохимическое влияние техногенных процессов, связанных с деятельностью промышленных предприятий и техники исследует геохимия техногенеза;
— закономерности разделения изотопов элементов в геологических процессах и разработку критериев использования этих данных для решения теоретических и прикладных задач геологии постигает геохимия изотопов;
— космическими объектами (планетами, их спутниками, астероидами, метеоритами, космической пылью и др.) занимается геохимия космоса.
Логическим продолжением геохимии стала биогеохимия Вернадского (1916), содержавшая новый взгляд на окружающую природу и природу человека — наука о роли организмов в истории химических элементов Земли и о взаимосвязи организмов с земной корой.
Значительный вклад в разработку всех этих направлений геохимии сделан коллегами и учениками Вернадского — Я.В. Самойловым, А.Е. Ферсманом, А.П. Виноградовым, Б.Б. Полыновым, А.И. Перельманом.
В 1927 г. Вернадский предложил Геохимическую классификацию элементов по признаку их геохимического сходства, т.е. по признаку их совместной концентрации в определенных природных системах. В классификации он выделил шесть геохимических групп: благородные газы, благородные металлы, циклические элементы, рассеянные элементы, элементы сильнорадиоактивные и элементы редких земель.
Не забывал ученый и о комплектовании минералогической части музея АН, ставшего благодаря его стараниям Геологическим и Минералогическим музеем мирового уровня. Первым директором его был сам Вернадский.
Из каждой поездки за рубеж, из каждой экспедиции он привозил коллекции камней и метеоритов. Ежегодно со всех частей света присылали в музей по сотне и более коллекций. Есть в музее и минерал из Италии, названный именем ученого — «вернадскит».
Проблему радиоактивности Вернадский изучал много лет. Осознав, какую огромную энергию можно извлечь из ядер урана, геолог поначалу занимался картированием месторождений радиоактивных минералов и сбором образцов, затем в 1909 г. создал специальное радиологическое отделение при Петербургской геохимической лаборатории, еще через несколько лет разработал атомную программу, одобренную и профинансированную правительством и частными лицами, организовал несколько экспедиций по поиску месторождений урана.
Дойдя до идеи цепной реакции и ядерного синтеза, ученый не смог продолжить работы в этом направлении из-за социальных перемен, прервавших его научные исследования.
И хотя в 1921 г. учеником Вернадского В.Г. Хлопиным был получен первый русский радий из ферганской руды, а по инициативе самого Вернадского в 1922 г. в Петербурге был создан Радиевый институт, Владимир Иванович остановился буквально на пороге создания атомной бомбы.
И только через 10 лет, в 1930-е гг. Вернадский инициировал продолжение работ по поиску урана, а в июне 1940 г. создание Комиссии по урану, чем фактически положил начало ядерному проекту в СССР.
Связанной с этой проблемой и одной из самых молодых геологических наук, получившей на протяжении прошлого века развитие во многих странах мира, стала радиогеология Вернадского.
Состоя в трех (из восьми) отделений АН СССР — геолого-географическом, физико-математическом и химических наук — ученый до последних дней был не «свадебным генералом», а полководцем науки.
В 1940 г., когда Владимиру Ивановичу было 77 лет, вышли в свет его «Биогеохимические очерки», в 1944 г. — «Несколько слов о ноосфере». Последние годы Вернадский возглавлял Комитет по метеоритам и космической пыли, Комиссию по изотопам, участвовал в работе Международного комитета по геологическому времени и др.
На сегодня геохимия заняла ведущее место среди наук о земле, подтвердив предсказание Вернадского о ее центральной роли среди наук о веществе.
(Продолжение очерка в «Геохимии Ферсмана II»)